แกมมาพร้อมท์เปิดใช้งาน PET . หลายไอโซโทปที่มีความละเอียดย่อยมิลลิเมตร

ระบบการถ่ายภาพพรีคลินิก เช่น เครื่องสแกนเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) เป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการศึกษาโรคและการประเมินการรักษา ซึ่งพบมากในหนูทดลอง แต่เนื่องจากอวัยวะของหนูมีขนาดเล็กกว่ามนุษย์ ความละเอียดระดับย่อยมิลลิเมตรจึงจำเป็นสำหรับการถ่ายภาพที่แม่นยำและการวัดเชิงปริมาณภายในอวัยวะและเนื้องอกของสัตว์

ไอโซโทปรังสีจำนวนมากที่ใช้เป็นตัวติดตาม PET 

อย่างไรก็ตาม ปล่อยโพซิตรอนด้วยช่วงกว้าง (หลายมิลลิเมตร) และไม่สามารถถ่ายภาพด้วยความละเอียดสูงเพียงพอ นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างภาพไอโซโทป PET มากกว่าหนึ่งตัวในแต่ละครั้ง เนื่องจากพวกมันสร้างโฟตอนการทำลายล้างด้วยพลังงานที่เท่ากัน

ตอนนี้ทีมที่มุ่งหน้าไปที่TU Delftมีเป้าหมายที่จะแก้ปัญหาทั้งสองอย่างพร้อมกัน โดยใช้โฟตอนแกมมาที่ปล่อยร่วมกับโพซิตรอนโดยไอโซโทปรังสีจำนวนมาก การใช้ เครื่องสแกน VECTorจาก MILabs นักวิจัยได้สาธิตการถ่ายภาพไอโซโทป PET แบบหลายไอโซโทปและย่อยมิลลิเมตรด้วยช่วงโพซิตรอนขนาดใหญ่ รายงานการค้นพบของพวกเขาในฟิสิกส์ในการแพทย์และชีววิทยา

การใช้ประโยชน์จากแกมม่าพร้อมท์ PET ทำงานโดยการตรวจจับโฟตอนการทำลายล้าง 511 keV ที่เกิดจากโพซิตรอนที่ปล่อยออกมาจากไอโซโทปรังสีทำลายล้างด้วยอิเล็กตรอน การตรวจจับโฟตอนเหล่านี้โดยบังเอิญทำให้สามารถระบุแหล่งที่มาของโฟตอนได้ โดยสร้างแนวการตอบสนองระหว่างเครื่องตรวจจับ อย่างไรก็ตาม โพซิตรอนที่มีช่วงกว้างจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางแบบสุ่มจากโมเลกุลของตัวติดตามก่อนการทำลายล้าง ทำให้ความละเอียดของภาพและความแม่นยำในเชิงปริมาณลดลง

Freek Beekmanผู้เขียนคนแรกอธิบายว่า 

“อันที่จริง เครื่องสแกน PET โดยบังเอิญทำการตรวจเอกซเรย์ของการทำลายโพซิตรอนแทนการปล่อยมลพิษ: PAT แทนPET “นี่ไม่ใช่ปัญหามากนักสำหรับ [ไอโซโทป PET] 18 F เนื่องจากมีช่วงโพซิตรอนที่สั้น แต่สำหรับไอโซโทปอื่นๆ จำนวนมากที่มีความสำคัญต่อการวิจัยทางการแพทย์และการวินิจฉัย มันส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์เบลอในบางครั้ง”

โชคดีที่ไอโซโทป PET จำนวนมากที่มีช่วงโพซิตรอนยาวยังปล่อยรังสีแกมมาจำนวนมากออกจากอะตอมโดยตรง การตรวจจับสิ่งเหล่านี้ทำให้สามารถระบุตำแหน่งของโมเลกุล PET tracer ได้แม่นยำยิ่งขึ้น และปรับปรุงความละเอียดของภาพ ยิ่งไปกว่านั้น ไอโซโทป PET ที่ต่างกันยังปล่อยแกมมาของพลังงานที่แตกต่างกัน ปูทางไปสู่การถ่ายภาพ PET แบบหลายตัวติดตาม

Beekman และเพื่อนร่วมงานทดสอบวิธีการนี้โดยใช้ระบบ VECTor 6 CT ที่ติดตั้งเครื่องตรวจจับแกมมาสามตัวและเมาส์ collimator พลังงานสูงที่มีรูเข็ม 144 รู (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.7 มม.) ที่จัดเป็นกลุ่มละสี่ การใช้คอลลิเมเตอร์รูเข็มแบบคลัสเตอร์จะลดเอฟเฟกต์การเสื่อมของภาพหลายอย่างที่มีอยู่ในการปรับเทียบแบบอิเล็กทรอนิกส์

“VECTor เป็นเทคโนโลยี PET เพียงชนิดเดียวที่สามารถเทียบเคียงโฟตอนที่มีพลังงานสูงเหล่านี้และตรวจจับพวกมันได้อย่างแม่นยำ” Beekman กล่าว “เครื่องสแกน PET โดยบังเอิญซึ่งอาศัยการจัดเรียงแบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถตรวจจับพวกมันได้ แต่น่าเสียดายที่ไม่มีการปรับเทียบแนวการตอบสนองที่เรียกว่าเพราะต้องการโฟตอนสองโฟตอนในทิศทางตรงกันข้ามสำหรับสิ่งนี้”

ในการสาธิต PET ที่มีไอโซโทปหลายตัว 

นักวิจัยได้ฉีดหนูที่มีทั้ง124 I-NaI และ18 F-NaF ก่อนสแกนสัตว์เป็นเวลา 60 นาที 124 I มีช่วงโพซิตรอนเฉลี่ย 3.4 มม. โดยมีช่วงสูงสุด 11.7 มม. แต่ยังปล่อยแกมม่าพร้อมต์ 603 keV จำนวนมาก ด้วยการใช้โฟตอน 603 keV เพื่อสร้างภาพขึ้นใหม่ โครงสร้างขนาดย่อยมิลลิเมตรในไทรอยด์ของเมาส์สามารถแก้ไขได้ง่าย

นักวิจัยได้สร้างภาพ F-NaF ที่มีความละเอียดสูง 18ภาพขึ้นใหม่จากโฟตอน 511 keV โดยใช้การสแกนเดียวกัน แต่มีหน้าต่างพลังงานต่างกัน เพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากโฟตอนทำลายล้าง124 I พวกเขาแก้ไขภาพ 18 F โดยลบสัญญาณประมาณ124 I จากนั้นพวกเขารวม ภาพ 18 F ที่แก้ไขแล้วกับภาพ124 I เพื่อสร้างภาพเมาส์ไอโซโทปคู่ที่ชัดเจนซึ่งแสดง124 I ที่ได้รับในส่วนไทรอยด์ขนาดเล็กและ18 F-NaF ในโครงสร้างกระดูก

PET แบบไอโซโทปคู่สามารถลดเวลาในการถ่ายภาพในการสแกนสองครั้งที่แยกจากกัน ซึ่งจะช่วยจำกัดเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้สัตว์ดมยาสลบ รวมทั้งให้ภาพที่ลงทะเบียนอย่างสมบูรณ์ของโมเลกุลของตัวติดตามที่แตกต่างกัน

ขีดจำกัดความละเอียดเพื่อประเมินความละเอียดของภาพ นักวิจัยได้สแกน Derenzo phantom ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.45–0.85 มม. บรรจุ124 I เปรียบเทียบ ภาพ 124 I ที่สร้างขึ้นใหม่โดยใช้แกมมาที่รวดเร็วและโฟตอนการทำลายล้าง (จากการสแกนเดียวกัน) พบว่าแท่ง 0.75 มม. อาจมีความชัดเจน มองเห็นได้โดยใช้โฟตอน 603 keV ในขณะที่โฟตอน 511 keV ไม่ได้แก้ไขแท่งใดๆ ภาพ PET แบบไอโซโทปคู่พร้อมกันของภาพหลอนที่เต็มไปด้วยส่วนผสมของ124 I และ18 F ยังแก้ไขแท่งขนาด 0.75 มม.

ทีมงานได้ถ่ายภาพภาพหลอนเชิงปริมาณที่มีสามช่องซึ่งเต็มไปด้วย: (1) 0.98 MBq จาก124 I; (2) 10.1 MBq จาก18 F; (3) ส่วนผสม 0.98 MBq ที่124 I และ 10.1 MBq ที่18 F ความเข้มข้นที่วัดได้ของ18 F ในส่วนที่ 2 และ 3 เท่ากันหลังจากการแก้ไข cross-talk เช่นเดียวกับจำนวน124 I ในช่องที่ 1 และ 3 แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำเชิงปริมาณสูง

ตัวเลข phantomรูปภาพของภาพลวงตาเชิงปริมาณที่เต็มไปด้วย18 F-NaF, 124 I-NaI และส่วนผสมของทั้งสองแสดงให้เห็นถึงการแยกไอโซโทปที่ยอดเยี่ยมและความแม่นยำเชิงปริมาณสูงในที่สุด นักวิจัยได้ถ่ายภาพ Derenzo phantom ที่มี89 Zr ซึ่งเป็นไอโซโทป PET ที่สำคัญซึ่งมีช่วงโพซิตรอนเฉลี่ย 1.27 มม. และปล่อยแกมมาอย่างรวดเร็วที่ 909 keV ภาพที่อิงจากพรอมต์แกมม่า 909 keV นั้นชัดเจนกว่าภาพที่ใช้โฟตอน 511 keV มาก และสามารถแก้ไขแท่งขนาด 0.75 มม. ได้อย่างชัดเจน

Credit : superactiveviagra.net superdryoutlet.org superturks.org tanecsopsom.com tenorminshoprx.net